ATOMLAR VE ATOM KURAMI Ö Ğ R . G Ö R . E Z G İ G Ü N AY ATOM •Maddelerin atom denen bölünemeyen çok küçük parçacıklardan meydana geldiği fikri ilk kez M.Ö. 5. asırda Demokritos tarafından ortaya atılmıştır. Fakat bu fikir o zamanlar kabul görmemiştir. 19. y.y. başlarında İngiliz bilim adamı John Dalton ilk atom teorisini ortaya atan bilim adamıdır. KİMYADA İLK BULUŞLAR Antoine Lavoisier (1774) Kütlenin Korunumu Yasası • Tepkimeden çıkan ürünlerin kütleleri toplamı; tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamına eşittir. • Örneğin ; 1 g demir ile 0,58 g kükürt kapalı bir kapta ısıtılırsa, reaksiyon sonunda meydana gelen demir II sülfür (FeS)’nin ağırlığı 1,58 g olur. Joseph Proust (1799) Sabit Oranlar Yasası • Bir bileşiği meydana getiren elementlerin ağırlıkları arasında belirli bir oran vardır. • Örneğin ; Yemek tuzu NaCl ‘deki Na ve Cl yüzdelerini hesaplarsak %39,3 Na, %60,7 Cl olduğunu görürüz. • Dünyanın neresinde olursa olsun NaCl analiz edildiğinde Na/Cl oranı aynı olacaktır. John Dalton (1803-1808) Katlı Oranlar Yasası • Eğer iki element birden fazla bileşik oluşturuyorsa, bu elementlerin herhangi birinin sabit miktarıyla birleşen diğer elementin kütleleri arasında küçük tamsayılarla ifade edilebilen bir oran vardır. • Örneğin ; 63,6 gram bakır ile 8 gram oksijenin birleşmesi ile bakır(I)oksit denilen kiremit kırmızısı bir bileşik meydana gelirken ; yine 63,6 gram bakır ile 16 gram oksijen birleşerek bakır(II) oksit bileşiği meydana gelebilir. Dalton Atom Kuramı (Teorisi) •Kimyasal birleşmenin iki yasasından (kütlenin korunumu yasası ve sabit oranlar yasası) yararlanan John Dalton 1803-1808 tarihleri arasında bir atom kuramı geliştirdi. Dalton atom modeline göre; Madde atom denilen küçük taneciklerden oluşmuştur. Atomlar bölünmeyen ve parçalanmayan içi dolu kürelerdir. Atomlar kimyasal tepkimelerde parçalanmaz ve bölünemez. Bir elementin bütün atomları büyüklük, şekil ve kütle bakımından özdeştir. Farklı elementlerin atomları birbirinden farklıdır. Bir bileşiği oluşturan element atomlarının katsayı oranı sabit bir tam sayıdır. •Dalton atom kuramı üç varsayıma dayanır; 1. Her bir element atom adı verilen çok küçük ve bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşamazlar ve bölünemezler. •Buna göre, eğer bir elementin atomu bölünmüyorsa, kimyasal tepkime öncesi var olan atomların aynısı, tepkime sonrasında da var olmalıdır. Bu durumda kütle değişmez. İşte Dalton kuramı kütlenin korunumu yasasını böyle açıklamaktadır. 2. Bir elementin bütün atomlarının kütlesi (ağırlığı) ve diğer özellikleri aynıdır. Fakat bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. •Eğer bir elementin bütün atomları kütlece aynı ise, bir bileşiğin yüzde bileşimi tek bir değer olmalıdır ve bu bileşim bileşiğin nasıl sentez edildiğine bağlı olmamalıdır. Demek ki, Dalton kavramı sabit oranlar yasasına da uygundur. 3. Kimyasal bir bileşik iki ya da daha çok sayıda elementin basit sayısal bir oranda birleşmesiyle oluşur. Örneğin, bir atom A ve bir atom B (AB) ya da bir atom A ve iki atom B (AB 2) gibi. •Dalton atom kuramı katlı oranlar yasasını anlamamızı da sağlamıştır. Dalton Atom Kuramının Sonuçları •Karbonmonoksit (CO) oluşumunda, 1,33 g oksijen 1,0 g karbon ile birleşir. •Karbondioksit (CO2) oluşumunda, 2,66 g oksijen 1,0 g karbon ile birleşir. •İkinci oksit oksijence daha zengin olup, birinciden iki kat daha fazla oksijen içermektedir. •2,66 g / 1,33 g = 2,00 Thomson Atom Modeli •1900’lü yılların başında ‘’atomlar elektron içerir’’ ve ‘’atomlar elektriksel olarak nötrdür’’ düşünceleri kanıtlanmıştır. Bu düşünceleri J.J Thomson ilerletmiştir. •J.J Thomson atom modeline göre, nötr bir atomda eksi yükü dengeleyen artı yükler bulunmalı ve bu artı yükler bulut şeklinde olmalıdır. Elektronlar bu pozitif yük bulutu içinde yüzmelidir. •Üzümlü kek modeli de denir. Thomson atom modeline göre; Atom, yarıçapı 10-8 cm olan küre şeklindedir. Küre içerisinde pozitif ve negatif yüklü tanecikler homojen dağılmıştır. Atomda pozitif yüklere eşit sayıda negatif yükler bulunur. Bundan dolayı atomlar yüksüzdür. Elektronların kütlesi çok küçük olduğundan, atomun kütlesini protonlar oluşturur. Rutherford Atom Modeli •Rutherford radyoaktif maddelerden elde ettiği +2 yüklü alfa taneciklerini ince altın levha üzerine göndermiştir. •Alfa taneciklerinin çoğu sapmadan ya da çok az sapma ile altın levhadan geçerken , birkaç tanesi geniş açılar ile sapar veya levhaya çarpıp geri döner. •Bunun sebebi atomun büyük bir kısmının boşluk olmasıdır. •Alfa taneciklerinin az bir kısmının saparak geçmesi yada geri dönmesi pozitif yüklü taneciklerin atomun merkezinde çok küçük hacimde toplandığının kanıtıdır. Rutherford atom modeli şu özelliklere sahiptir; Bir atomda pozitif yükün tümü ‘’çekirdek’’ denilen küçük bölgede toplanmıştır. Atom hacminin büyük bir kısmı boşluktur. Atomdaki elektron sayısı çekirdekteki proton sayısına eşittir. Pozitif yüklerin toplam kütlesi, atomun kütlesinin yaklaşık yarısı kadardır. Çekirdekteki pozitif yük miktarı bir elementin tüm atomlarında aynı, farklı elementlerin atomlarında ise farklıdır. Bohr Atom Modeli •Bir maddenin ısı enerjisi almasına absorbsiyon (soğurma), aldığı enerjinin bir kısmını ışıma olarak geri yaymasına emisyon (yayma) denir •Her elementin kendine özgü bir emisyon ve absorbsiyon spektrumu vardır. Çünkü elementler hangi dalga boyunda ışıma yayıyorsa o dalga boyundaki ışımaları soğurabilir. •Bohr hidrojenin atom spektrumlarını inceleyerek atom modelini oluşturmuştur. Bohr’un atom teorisi 3 temel varsayıma dayanır. •Elektronlar çekirdek çevresinde dairesel yörüngeler izlerler bu yörüngelere enerji düzeyi denir. •Enerji düzeyleri K, L, M gibi harf yada 1, 2, 3 gibi bir n değeri ile gösterilirler. •Her enerji düzeyinin belli bir enerjisi vardır. Çekirdekten uzaklaştıkça elekton enerjisi artar. •Kararlı bir atomda elektronlar en düşük enerji gerektiren seviyede bulunurlar. •Elektronun enerji soğurarak üst enerji düzeyine geçmesi uyarılmış hal’dir. •Uyarılmış bir elektron, yüksek enerji düzeyinden düşük enerjili düzeye geçerken aradaki enerji farkı kadar enerjiyi ışın olarak yayar. Bohr Atom Modeli Sınırlılıkları Nelerdir? 1 – Bu atom modeli sadece Hidrojen gibi tek elektronlu spektrumları açıklamada yeterli. Çok elektronlu atomları açıklayamaz. 2 – Elektronların ikili karakterleri yani dalga-tanecik göz önüne alınmamıştır. 3 – Bir elektronun hızı ve yeri kesin olarak belirlenemediği için yörünge kavramı yanlıştır. Çünkü bu atom modelinde atom çekirdeğinin etrafında çember yörüngeler öngörülmüştür. Modern Atom Modeli •Modern atom teorisi ya da modern atom modeli; kronolojik olarak Bohr atom modelinden sonra yer alan, günümüzde geçerliliğini koruyan atom görüşünü yansıtan teori ya da modeldir. •Modern atom teorisinin oluşumunda kuantum mekaniği ve rölativitenin büyük etkisi görülür. •Modern atom teorisinin, Bohr atom modelinden en büyük farkı; atomların elektronlarının çembersel mutlak yörüngeler üzerinde hareket etmediğini savunmasıdır. Modern atom teorisine göre, bu yörüngeler yerine; elektronlar çekirdek etrafında çok hızlı dönerek bir elektron bulutu oluştururlar. SORU Bohr Atom Modeli için I. Hidrojen gibi tek elektronlu atomların yapısını açıklar. II. Elektron temel hâlden üst enerji seviyesine çıkarken enerji alır. III. Elektron üst enerji seviyesinden temel enerji seviyesine dönerken ışıma yapar. yargılarından hangisi ya da hangileri doğrudur? A) Yalnız l B) Yalnız ll C) Yalnız III D) l ve ll E) l, ll ve lll ÇÖZÜM I. Hidrojen gibi tek elektronlu atomların yapısını açıklar. DOĞRU II. Elektron temel hâlden üst enerji seviyesine çıkarken enerji alır. DOĞRU III. Elektron üst enerji seviyesinden temel enerji seviyesine dönerken ışıma yapar. DOĞRU Cevap E ATOMUN YAPISI •Atomlar elektron, proton ve nötron olarak bilinen üç temel parçacığın bir araya gelerek oluşturdukları birimlerdir. •Her atom bir çekirdek ve bir veya daha fazla sayıda elektronlardan oluşmuştur. •Proton ve nötronlar çekirdeğin içinde bulunurlar. •Elektronu keşfeden Bilim Adamı → → Joseph John (J.J.) Thomson Protonu keşfeden Bilim Adamı → → Eugen Goldstein Nötronu keşfeden Bilim Adamı → → James Chadwick •Elektron, kütlesi 9.1094x10-31 kg olan ve elektriksel olarak eksi (-) yüklü bir parçacıktır. Kimyacılar elektronu e- sembolü ile gösterirler. •Proton, kütlesi 1.6726x10-27 kg olan, bir elektronun kütlesinin yaklaşık 1836 katı olan ve elektriksel olarak artı (+) yüklü bir parçacıktır. Protonun sembolü "p" veya "H+ " dır. •Nötron, kütleleri aşağı yukarı bir protonun kütlesine eşit ve elektriksel olarak yüksüz bir parçacıktır. Nötronun sembolü genellikle " n" dir. •Kısaca, Nötron kütlesi ≅ proton kütlesi ≅ 1836 elektron kütlesi olarak ifade edebiliriz. •Elektronlar çekirdek etrafında çok hızlı bir şekilde hareket ederler. Elektronların çekirdek etrafında dönerken kapladıkları alan o atomun hacmini tayin eder. Çekirdeğin hacmi atomun hacmine kıyasla çok küçüktür. Bunu bir örnekle açıklayalım, bir atomun çapı bir futbol sahası uzunluğunda (100 m) olsaydı, çekirdeğin çapı sahanın ortasındaki bir portakal çekirdeği ile kıyaslanabilirdi. •Elektronların çekirdek etrafındaki dönüşleri ayrıntılı şekilde gözlenemez. Elektronlar çekirdek etrafında sabit bir yol veya yörünge üzerinde hareket etmezler. Yani, gezegenlerin güneş etrafında dönmesinde olduğu gibi, sabit ve oval bir yörünge söz konusu değildir. Bu durumu, çekirdek etrafında bir elektron bulutu olarak tasarlayabiliriz. •Bir atomun çekirdeğini saran elektronik yük dağılımına "elektron bulutu" denir •Özellikle belirtilmesi gereken bir nokta, farklı elementlere ilişkin atomların farklı büyüklüklerde olacağıdır. •Örneğin en küçük atom olan hidrojen'in yarıçapının 0,4 A° olmasına karşın en büyük atomlardan biri olan sezyum'un (cs) yarıçapı 2,7 A° civarındadır. •Angstrom (A°) 1x1010m ye karşılık gelen kimyacılar tarafından atom yarıçapını belirtmede yaygın şekilde kullanılan bir uzunluk birimidir. •Atom ve moleküllerin boyutları genellikle 1-10 Å civarındadır. •Çekirdeklerin çapı atomların çaplarına kıyasla çok küçüktür. Bir çekirdeğin çapı 1x10-4 Å civarındadır. •Aynı elementin tüm atomlarında eşit sayıda elektron ve proton bulunur. Bundan dolayı tüm atomlar elektrik yükü açısından nötrdürler. Örneğin, karbon atomunda 6 tane elektron ve 6 tane de proton bulunur. •Bir atomun çekirdeğinde bulunan protonların sayısına o atomun "atom numarası" denir. •Genelde atom numarası Z sembolü ile gösterilir. Örneğin, karbon atomunda 6 proton olduğuna göre bunun atom numarası 6 dır. Her bir elementin bir adı ve simgesi vardır; A= Kütle numarası Z = Atom numarası ise nötron sayısı = A-Z = İYONUN YÜKÜ Bir atomun iyon haline geçmesi durumunda; 1-Elektronların sayısı değişecektir. 2-İyon yükü değişir. 3-Atomun kimyasal yapısı değişecektir. 4-Atomun yarıçapı değişir. 5-Bir elektron koparmak için verilmesi gereken enerji miktarı değişecektir. 6-Atomun kararlılığı değişecektir. Atom Ağırlığı •Doğal olarak bir atomun gerçek kütlesini terazide tartamayız. Ancak belirli bir atomun kütlesi standart olarak alındığında, tüm diğer atomların kütleleri bu standarda göre ayarlanabilir. Örneğin karbonun atom kütlesi tam olarak 12 atom kütle birimi (akb) olarak SI tarafından kabul edilmiş, diğerleri ona göre hesaplanmıştır. •Bir elementin doğal izotoplarının kütlelerinin yüzdeleri oranında ortalamasına "atom ağırlığı" denir. •Bu tanıma göre eğer element tek bir izotopa sahip ise bu elementin atom ağırlığı ile atom kütlesi eşittir. Eğer, element birden fazla izotopa sahip ise bu elementin atom ağırlığı atom kütlesinden farklıdır. Elektronların Düzenlenmesi •Bir elementin kimyasal özelliği o elementin atomlarına ait çekirdeğin etrafında yer alan elektronların düzenlenmelerine ve sayılarına bağlıdır. •Elektron düzenlemelerini çeşitli tip diagramlar ile göstermek mümkünse de, bu diagramların hiçbiri gerçek elektron düzenlemelerini tam anlamıyla gösteremez. •Bir atomda çekirdekten en uzakta bulunan elektronlar o elementin kimyasal davranışlarını belirler ve bu elektronlar "valans elektronu" olarak anılırlar. •Aynı sayıda valans elektronuna sahip atomlar özellikleri bakımından benzerlikler gösterirler. Örneğin, aynı sayıda valans elektronuna sahip flor (F), klor (CI), brom (Br) ve iyot (I) gibi elementlerin özellikleri birbirine yakındır. •Elektronlar çekirdek etrafında rastgele aralıklarda yer almazlar. Belirli ana enerji tabakalarında bulunurlar. Çekirdeğe en yakın elektronlar en düşük enerji durumunda bulunurlar, çekirdekten uzaklaştıkça daha yüksek enerji durumunda olurlar. Örneğin, K'nın enerji düzeyi N enerji düzeyinden daha azdır. •Bir atomdaki her bir enerji düzeyi belirli sayıda elektron tutabilir. Çekirdeğe en yakın ve en düşük enerji düzeyine sahip K tabakası en fazla 2 elektronu barındırabilir. Daha sonraki tabakalar L 8 tane, M 18 tane, N 32 tane, ve O tabakası da 32 tane elektronu barındırmaktadır. •Elektronlar enerji seviyelerini doldururken önce en düşük enerji seviyesini (K tabakası) doldurur, artan elektronlar diğer enerji seviyelerini maksimum dolduracak şekilde yerleşirler. •Daha önce belirttiğimiz gibi elektronlar çekirdek etrafında belirli ana enerji tabakalarında bulunurlar. •Tüm bu enerji seviyeleri kendi içlerinde alt enerji seviyelerine ayrılırlar. Bunlar kimyada "orbital" olarak bilinip s,p,d, f harfleri ile gösterilirler. İzotop, İzoton, İzobar, İzoelektronik kavramları İzotop: Çekirdeklerindeki proton sayıları eşit olan ancak farklı sayıda nötron içeren atomlar İzotop atomlardır. İzotop atomların atom numaraları aynı, kütle numaraları farklıdır. İzotop atomların kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır. Aynı elemente ait atomlardır ve aynı elementin çok sayıda izotopu olabilmektedir. İzoton: Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı olan atomlara izoton atomlar denir, Farklı elementlerin atomlarıdır. İzoton atomların hem kimyasal hem de fiziksel özellikleri farklıdır. İzobar: Kütle numaraları aynı, proton ve nötron sayıları farklı olan atomlara izobar atomlar denir, Farklı elementlerin atomlarıdır. İzobar atomların hem kimyasal hem de fiziksel özellikleri farklıdır. İzoelektronik: Proton sayıları farklı, elekton sayıları ve dizilişleri aynı olan taneciklere denir. İzoelektonik atomların hem kimyasal hem de fiziksel özellikleri farklıdır. İzoelektonik taneciklerden birisi nötr atom ise diğerleri kesinlikle iyondur. SORU ÇÖZÜM PERİYODİK CETVEL •Elementlerin artan atom numaralarına ve benzer özelliklerine göre dizildiklerinde meydana gelen cetvele "periyodik cetvel" denir. •Günümüzde kullanılan tablonun temelini Rus bilgini Dimitri Mendeléev 1869 yılında atmıştır. Mendeléev o zaman bilinen 63 elementi atom ağırlıklarına göre yatay ve dikey kolonlara yerleştirmiştir. Yatay kolonlara "periyod", dikey kolonlora "grup" denmiştir. • 20. Yüzyılın başında İngiliz bilgini Henry G.Moseley o zamana kadar bilinen tüm elementlerin atom numaralarını tespit ederek, elementlerin periyodik cetvelde artan atom numaralarına göre dizilmesini sağlamıştır. •Elementler artan atom kütlelerine göre sıralandıklarında bazı özellikler periyodik olarak tekrarlanmaktadır. •Buna göre periyodik tabloda, soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru atom numarası artar. Sıklıkla, buna paralel olarak bağıl atom kütlesi de artış gösterir. •Bir elementin periyot numarası, o elementin sahip olduğu elektronların bulunduğu en yüksek enerji seviyesini gösterir. •Bir elementin grup numarası, o elementin son yörüngesindeki elektron sayısını yani değerlik elektronlarını gösterir. •Periyodik tabloda 7 periyot bulunmaktadır. •Birinci periyotta 2, ikinci ve üçüncü periyotlarda 8, dördüncü ve beşinci periyotlarda 18, altıncı ve yedinci periyotlarda ise 32 element bulunur. Periyodik tabloda bazı grupların özel adları şöyledir. 1A grubu Alkali metaller denir. Hidrojen hariç hepsi metaldir. 2A grubu Toprak alkali metalleri denir. Hepsi metaldir. 3A grubu Toprak metalleri olarak adlandırılır. 4A Karbon grubu olarak adlandırılır. 5A Azot grubu (ya da nitrojen grubu) olarak adlandırılır. 6A Oksijen (ya da Kalkojen) grubu olarak adlandırılır. 7A grubu Halojenler olarak adlandırılır. 8A grubu Soygazlar bu grupta yer alır. B grupları Geçiş metalleridir. Periyodik cetvelin 6.periyot 3B grubunda olan 14 elemente Lantanit; 7.periyot 3B grubunda olan 14 elemente ise Aktanit denir. İlk üç periyotta yalnızca A grupları vardır. B grupları dördüncü periyotta başlar. A grubu elementleri baş grup elementleri ; B grubu elementleri ise geçiş elementleridir. Aynı gruptaki elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri benzerdir. Aynı gruptaki element atomlarının son katmanlarındaki elektron sayıları aynıdır. Periyodik Cetvelde Periyot Ve Grup Bulma •Periyodik cetvelde bir elementin periyot ve grubunu bulmak için o elementin elektronlarının yörüngesindeki dağılımı yapılır. Son yörüngesi periyodunu, son yörüngedeki elektron sayısı grubunu belirtir. SORU ÇÖZÜM Periyodik cetveldeki yerler atom numarasına göre bulunur. Atom numarası belli olan C seçeneği doğru cevaptır. CEVAP C SORU Bir elementin periyodik sistemdeki yerinin bulunması için I. Atom numarası II. Nötr atomunun elektron sayısı III. Nötron sayısı IV. Çekirdek yükü bilgilerinden hangisinin tek başına bilinmesi yeterlidir? A) Yalnız l B) Yalnız llI C) I ve II D) II, III ve IV E) I, II ve IV ÇÖZÜM Periyodik cetveldeki yerler atom numarasına göre bulunur. Atom numarası belli olanlar E seçeneğinde verilmiştir. CEVAP E Alkali metaller •Periyodik cetvelin 1A grubu elementleridir •Lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum ve fransiyum bu grubun elementleridir. •En yüksek temel enerji düzeylerinde bir elektron vardır. •Bileşiklerinde (+1) değerlik alırlar. •Yumuşak, bıçakla kesilebilen, hafif metallerdir. •Elektrik akımını ve ısıyı iyi iletirler, öz kütleleri düşüktür. •Erime ve kaynama noktaları diğer metallerden düşüktür. •Grupta yukarıdan aşağıya doğru erime ve kaynama noktaları düşer. •İyonlaşma enerjileri (bir elektron uzaklaştırmak için verilmesi gerekli enerji) en düşük olan elementlerdir. •Tepkime verme yatkınlıkları çok fazladır. •Doğada daha çok bileşikleri halinde bulunurlar. Toprak Alkali Metaller •Periyodik cetveli 2A grubunda yer alan elementlere toprak alkali metaller adı verilir. •Magnezyum, berilyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum ve radyum bu grubun elementleridir. •Bileşiklerinde +2 değerliklidirler. •Isı ve elektrik akımını iyi iletirler. •Alkali metallerden daha sert erime ve kaynama noktaları daha yüksektir. •İyonlaşma enerjileri alkali metallerden daha yüksektir. •Özkütleleri de alkali metallerden daha büyüktür. •Son elektron katmanında iki elektronları olduğundan bu iki elektronlarını bileşik oluştururken verme eğilimlerindedirler. •Bazik karakterlidirler. •Grubun son üyesi Ra radyoaktiftir, doğada kararlı halde bulunmaz. •Oda koşullarında tümü katı haldedir. •Suyla, H2 gazı çıkışıyla bazları oluştururlar. •Alkali metallere göre tepkimeye girme eğilimleri daha azdır. Toprak Metaller •Periyodik cetvelin 3A grubu elementleridir •Bor. Alüminyum Galyum. İndiyum Talyum bu grubun elementleridir. •Bazik karakterlidirler. •Bileşiklerinde daima 3+ değerlik alırlar. Son yörüngelerinde 3 elektron bulunur. •Bileşik oluşturduklarında 3 bağ yaparlar. •Grubun ilk elementi olan Bor, yarı metaldir. Bor ikili iyonik bileşik oluşturmaz, oksijen gazı ve su ile de tepkime vermez. •Bu grupta yer alan Alüminyum elementi amfoter özellik gösterir. AMFOTER: Hem asidik hem bazik özellik gösterebilen madde. •Galyumun erime noktası çok düşüktür (29,8°C). Avucumuza aldığımız zaman elementin eridiğini görürüz. Halojenler •Periyodik cetvelin 7A grubunda yer alan elementlerdir. •Flor, Krom, Brom, İyot, Astatin bu grubun elementleridir. •En aktif ametallerdir. Yani elektron alma istekleri en fazladır. •Astatin yarı metal, diğerleri ametaldir. •Son katmanlarında 7 elektron vardır. •Grubun en altında bulunan astatin elementi yapay olarak elde edilir ve radyoaktif özellik gösterir. •Doğada iki atomlu moleküller halinde bulunurlar •Metallerin çoğu ile kolayca birleşerek tuzları oluştururlar. •Hidrojenli bileşiklerinin sulu çözeltisi asit özelliği gösterir Soygazlar •Periyodik cetvelin 8A grubu elementleridir. •Helyum (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Ksenon (Xe) ve Radon (Rn) bu grubun elementleridir. •Son katmanlarında 8 elektron vardır. Yalnız helyumun son katmanında 2 elektronu bulunur. •Kimyasal tepkimelere yatkın değillerdir, yani kararlıdırlar. Soy eki de bu özelliklerinden kaynaklanmaktadır. •Oda şartlarında tamamı gaz halindedir. •Tek atomlu yapıda bulunur. •Bütün soy gazlar renksiz ve kokusuzdur. •Kararlı yapıda olduklarından bileşik oluşturmaya karşı istekleri yoktur. •Değerlik elektron sayıları 8’dir. Ancak He’ un değerlik elektron sayısı 2’ dir. •Grubun son üyesi olan Radon ( Rn ) radyoaktif özellik gösterir. Bu özelliğinden dolayı Rn kanser tedavilerinde kullanılır. •Erime ve kaynama noktaları oldukça düşüktür. •Kimyasal reaksiyonlara karşı ilgisizdirler. •Periyodun son elementleridirler. Geçiş elementleri •2A grubu ile 3A grubu arasında yer alırlar. •4. periyottan itibaren başlarlar. İlk elementin atom numarası 21 dir. •3B grubu ile başlar. 2B grubu ile biter. Toplam 10 gruptan meydana gelirler. Ancak 9. ve 10. grupları yoktur. Onların yerine 8. grup vardır. Yani üç tane 8B grubu vardır. •Genellikle bileşiklerinde birden fazla pozitif değerlik alırlar. •A grubu metallerine göre pasiftirler. •Değerlik elektron sayıları, bileşiklerinde alabilecekleri değerliğin en büyüğüne bir anlamda grup numaralarına eşittir. Örneğin: 3B grubu elementlerinin değerlik elektron sayısı 3 tür. •Tümü metaldir. •Oda koşullarında Cıva (Hg) hariç hepsi katıdır. SORU Aşağıda atom numarası verilen elementlerin hangisinin grup adı doğrudur? A) ₁₁X ⇒ toprak alkali metal B) ₃Y ⇒ alkali metal C) ₁₇Z ⇒ soy gaz D) ₁₃K ⇒ halojen E) ₁oM ⇒toprak alkali metal ÇÖZÜM A) ₁₁X ⇒alkali metal B) ₃Y ⇒ alkali metal C) ₁₇Z ⇒ halojen D) ₁₃K ⇒ toprak metal E) ₁0M ⇒soygaz Cevap B SORU 3. periyot 2A grubu elementi için aşağıdaki bilgilerden hangisi yanlıştır? A) Isı ve elektrik akımını iyi iletir. B) Oda koşullarında katı halde bulunur. C) Elektron dağılımı yazıldığında 3. katmanında 2 elektron bulunur. D) Atom numarası 16’dır. E) Toprak alkali metaldir. ÇÖZÜM 3. periyot 2A grubu elementi ise katmanlar 2) 8) 2) şeklinde sıralanır. Atom numarası 12’dir. Cevap D ELEMENTLERİN PERİYODİK SİSTEMDEKİ YERİ VE ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI Elementler özelliklerine göre 4 ana grup altında incelenir. Metaller •Alkali metaller •Toprak alkali metaller •Geçiş metalleri Yarı Metaller Ametaller Soygazlar Metaller •Periyodik sistemdeki 118 elementten 90’dan fazlası metaldir. •Altın, gümüş, bakır, demir gibi elementler simya çağından beri bilinen metallerdir. •Metaller -altın ve az miktarda bakır haricinde- doğada serbest hâlde bulunmadıklarından çeşitli cevherlerden elde edilmeleri zor işlemler gerektirir. Metallerin genel özellikleri 1) Tel ve levha hâline getirilebilirler. 2) Isı enerjisini ve elektrik akımını iyi iletirler. 3) Parlak renklere sahiptirler. Yeni kesilmiş yüzeyleri ışığı iyi yansıtır. 4) Erime sıcaklıkları genelde yüksektir. Oda koşullarında cıva hariç tamamı katıdır. 5) Bir bıçakla kesilebilecek kadar yumuşak olan metaller olsa da genelde sert yapıdadırlar. 6) Bütün bileşiklerinde kesinlikle elektron vererek pozitif (+) yüklü iyon (katyon) oluştururlar. 7) Kendi aralarında bileşik oluşturmazlar. Ametaller ve çok atomlu iyonlar ile tuz sınıfında iyonik yapılı (NaCl gibi) bileşikler oluştururlar. 8) Farklı metal atomları ile karışım (alaşım) oluştururlar. 9) Oksitleri bazik özellik gösterir. 10) Asitlerle tepkime verirler. NOT: 1A grubu (hidrojen hariç); 2A grubu; 3A grubu (bor hariç); Geçiş elementleri ( B grubu) elementlerinin tamamı metaldir. Ametaller •Sayıları metallere göre azdır. Hidrojen (H), karbon (C), azot (N), fosfor (P), oksijen (O), kükürt (S), selenyum (Se) ve halojenler (F, Cl, Br, I, At) ametaldir. •Elektron dizilimlerine bakıldığında son enerji düzeylerinde 4, 5, 6 veya 7 elektron (hidrojen hariç) bulundurdukları görülür. Bu sebeple bileşik oluştururken elektron almayı veya ortaklaşa kullanmayı tercih ederler. Ametallerin genel özellikleri 1) Katı olanları dövüldüklerinde parçalanırlar. Tel ve levha hâline getirilemezler. 2) Isı enerjisini ve elektrik akımını iyi iletmezler. (Sadece grafit elektriği iletir.) 3) Erime sıcaklıkları çok farklıdır. Oda koşullarında katı, sıvı veya gaz hâlde bulunabilirler. 4) Ametaller moleküler (en az iki atomlu) yapıda bulunurlar. N2, O2, O3moleküler yapıdaki ametallere örnektir. 5) Görünüşleri mat renklidir. 6) Metallerle olan bileşiklerinde elektron alarak negatif (–) yüklü iyon (anyon) oluştururlar. Ametallerle elektronlarını ortaklaşa kullanarak kovalent yapılı bileşikler oluştururlar. 7) Kendi ametal atomları ile elementel moleküller (N2, O2, F2, P4), farklı ametal atomları ile bileşik molekülleri (HCl, H2O, NH3) oluştururlar. Metallerle tuz sınıfında iyonik yapılı bileşikler (NaCl, MgF2) oluştururlar. NOT: 1A grubundaki hidrojen ; 4A grubundaki karbon ; 5A grubundaki azot ve fosfor ; 6A grubundaki oksijen, kükürt, selenyum; 7A grubundaki flor, klor, brom, iyot elementleri ametaldir. SORU Aşağıdakilerden hangisi ametallerin özelliklerinden biri değildir? A) Erime sıcaklıkları çok farklıdır. Oda koşullarında katı, sıvı veya gaz hâlde bulunabilirler B) Görünüşleri mat renklidir. C) Isı enerjisini ve elektrik akımını iyi iletirler. D) Tel ve levha hâline getirilemezler. E) Metallerle olan bileşiklerinde elektron alarak negatif (–) yüklü iyon (anyon) oluştururlar. ÇÖZÜM Metaller ısı enerjisini ve elektrik akımını iyi iletirler. Ametaller ise iletmediğinden C seçeneği yanlıştır. CEVAP C Yarı metaller •Yarı metaller, metallere benzer ve bazen metaller gibi davranırlar. Ancak aynı zamanda bazı ametal özelliklere de sahiptirler. •Bor (B), silisyum (Si), germanyum (Ge), arsenik (As), antimon (Sb), tellür (Te) ve Polonyum (Po) yarı metallerdir. Yarı metallerin genel özellikleri 1) Elektrik akımını ve ısıyı metallere göre daha az, ametallere göre daha iyi iletirler. Yarı iletkendirler. Elektronik devrelerinde yaygın bir kullanım alanları vardır. 2) Tel ve levha hâline getirilebilirler. 3) Görünüşleri metallere benzer. Ametallerin kimyasal özelliklerini gösterirler. 4) Görünüşleri parlak veya mat olabilir. NOT: 3A grubundaki bor; 4A grubundaki silisyum ve germenyum; 5A grubundaki arsenik ve antimon; 6A grubundaki tellür ve polonyum ve 7A grubundaki astantin elementleri yarı metaldir. Asal (Soy) Gazlar •Asal gazlar periyodik sistemde 8A grubu elementleridir. •Her periyodun en sonunda bir asal gaz bulunur. •Soy gazlar olarak da adlandırılırlar. •Helyum (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Ksenon (Xe) ve Radon (Rn) bilinen asal gazlardır. •Radon asal gazı radyoaktif özellik gösterir. •Bir tüp içinde yüksek voltaj uygulandığında kendilerine özel bir renkte ışıma yaparlar. Asal gazların genel özellikleri 1) Oda koşullarında tamamı gaz hâlindedir. 2) Tamamı atomik yapıdadır. Kendi atomları ile moleküler bir yapı oluşturmazlar. 3) Helyum son yörüngesinde 2 elektron, diğer asal gazlar 8 elektron bulundurduklarından kararlı yapıdadırlar. 4) Genelde bileşik oluşturmazlar. Elektron alma veya verme eğilimleri çok düşüktür. 5) Diğer elementler kararlı bileşiklerinde asal gazların elektron dağılımlarına ulaşmaya çalışırlar. PERİYODİK ÖZELLİKLER VE DEĞİŞİMİ ATOM YARIÇAPI •Elektron yoğunluğunun %95’ini içinde bulunduran, aynı bitişik atomların çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına atom yarıçapı denir. •Periyodik sistemde aynı periyotta soldan sağa doğru gittikçe çekirdek yükü artar, katman sayısı değişmez. Çekirdeğin çekim gücünün artması en dış katmanlardaki elektronlara uygulanan çekim kuvvetini arttırır ve katmanlar çekirdeğe yaklaşır. Böylece atom yarıçapı azalır. •Aynı grupta yukardan aşağıya inildikçe çekirdek yükü ve katman sayısı artar. Ancak katman sayısı arttığı için etkin çekim kuvveti azalır, böylece atom yarıçapı artar. •Atom yarıçapı katman sayısı ile doğru; katman sayısı eşit ise proton sayısı ile ters orantılıdır. İYONLAŞMA ENERJİSİ •İyonlaşma enerjisi, gaz halindeki bir atomun temel halinden bir elektronu uzaklaştırmak için gerekli olan minimum enerjidir. •Periyodik sistemde; aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe en dış katmandaki elektronlara uygulanan çekim kuvveti artacağından iyonlaşma enerjisi genellikle artar. •Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe en dış katmandaki elektronlara uygulanan çekim kuvveti azalacağından iyonlaşma enerjisi azalır. ELEKTRON İLGİSİ (Eİ) •Gaz halindeki bir atomun bir elektron alması sırasında oluşan ısı değişimine elektron ilgisi denir. Elektron ilgisi pozitif veya negatif olabilir. •Elektron ilgisinin büyük negatif değer olması elektron alma işlemi sonucunda büyük enerjiler açığa çıktığını ve bu atomun elektron almaya elverişli olduğunun göstergesidir •Bu nedenle elektron almaya en yatkın olan halojenlerin (7A grubu) elektron ilgileri en yüksektir. •Aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe elektron ilgisi artar. Aynı grupta yukarı doğru gidildikçe elektron ilgisi genellikle artar. (İstisna: klorun elektron ilgisi florunkinden büyüktür.) Ametallerin elektron ilgileri metallerden fazladır. Soy gazların ise elektron ilgileri çok küçük olduğundan yok kabul edilir. ELEKTRONEGATİFLİK (EN) •Kimyasal bağ oluşturmuş bir atomun bağ elektronları üzerindeki çekme gücünün ölçüsüdür. •Elektronegatifliği en yüksek olan element flordur. •Periyodik tabloda elementlerin elektronegatifliklerinin değişimi şu şekildedir; aynı grupta aşağıdan yukarıya doğru gidildikçe genellikle elektronegatiflik artar. Aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe genellikle elektronegatiflik artar. METALİK VE AMETALİK ÖZELLİK •Bir atomun elektron vererek artı yük kazanma eğilimine metalik özellik, elektron alarak eksi yük kazanma eğilimine ise ametalik özellik denir. •Aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe metalik özellik azalır, ametalik özellik artar. •Aynı grupta yukardan aşağı doğru inildikçe metalik özellik artar, ametalik özellik azalır. SORU Aynı periyotta yanyana bulunan X, Y, Z elementleri ile ilgili I. Grup numarası en büyük olan Y’dir. II. Atom hacmi en büyük olan X’tir. III. Y yarı metalse X metaldir. bilgilerinden hangisi ya da hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız l B) Yalnız ll C) Yalnız III D) l ve ll E) l, ll ve lll ÇÖZÜM I. Grup numarası en büyük olan Y’değil Z’dir. YANLIŞ II. Atom hacmi en büyük olan X’tir. DOĞRU III. Y yarı metalse X metaldir. HER ZAMAN DOĞRU DEĞİL metal de olabilir. CEVAP : B SORU ÇÖZÜM 1 ve 4. maddedeki özellikler ametal, 2 ve 3. maddedeki özellikler metallere aittir CEVAP:A SORU ÇÖZÜM SORU ÇÖZÜM Aynı gruplarda kimyasal özellikler benzerdir bu nedenle alt alta olmalıdır. Atom numarası en küçük olan en üstte olacağından CEVAP:E SORU ÇÖZÜM X ve Y’nin katman sayısı farklıdır. CEVAP:A
